【正文】 崔老師在學習方法、工作方法和研究思路等方面給予了許多有益的啟迪；同時，她對我的研究工作提出了寶貴的建議和意見，使我在研究工作中不斷取得新的進展。 結(jié) 論結(jié) 論通過以上的敘述,可以看出虛擬儀器利用個人計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，改變傳統(tǒng)儀器的使用方式，提高儀器的功能和使用效率，使用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能?！靶盘柊l(fā)生器2”可以實現(xiàn)在兩個窗口中分別顯示信號，信號的頻率和相位可調(diào)，并且可以在第三個波形現(xiàn)實窗口中顯示任意兩種波形的疊加。第三個窗口用于顯示信號的經(jīng)過卷積和相關(guān)控件后的波形。在條件循環(huán)框中實現(xiàn)對兩個信號進行相加。另外要添加信號類型選擇框用于信號類型的選擇。用于相加的兩種信號的頻率和幅值可調(diào)，因此需要添加4個旋鈕控件，這4個旋鈕控件分別用于控制窗口1中信號的頻率和幅值以及窗口2中信號的頻率和幅值。再將這兩個基本信號發(fā)生器的輸出進行合并，兩個信號的合并可以通過“與”控件來實現(xiàn)。用這個模塊可以很方便地設(shè)計信號發(fā)生器。由于要選擇任意兩路信號波形，所以要添加兩個下拉列表來選擇不同的信號類型，信號類型包括正弦波、方波，三角波和鋸齒波四種。用這三種信號發(fā)生器的功能來說明虛擬儀器的特點，虛擬儀器和現(xiàn)實的儀器相比，具有更大的優(yōu)勢。將鼠標放在“公式”上右擊，單擊屬性，彈出“配置公式”對話框，可以在這個對戶框中對公式進行配置，將標簽X1改為正弦波，在輸入框中可以對該正弦波進行運算，如圖7所示，單擊確定，完成對公式的配置。單擊數(shù)值輸入控件子選板上的旋鈕控件，當旋鈕控件附著在光標上時，將其放置在前面板上波形圖的左側(cè)。許多物理儀器都具有旋鈕，轉(zhuǎn)動旋鈕將改變輸入值。也可通過在新建列表中雙擊VI模板的名稱來創(chuàng)建基于該模板的VI。按照下列步驟，創(chuàng)建一個生成信號并在前面板中顯示該信號的VI。二進碼信號還能提供相關(guān)測量中所需的時間延遲。 噪聲信號發(fā)生器： 完全隨機性信號是在工作頻帶內(nèi)具有均勻頻譜的白噪聲。頻率范圍可從幾毫赫甚至幾微赫的超低頻直到幾十兆赫。頻率合成式信號發(fā)生器：這種發(fā)生器的信號不是由振蕩器直接產(chǎn)生，而是以高穩(wěn)定度石英振蕩器作為標準頻率源，利用頻率合成技術(shù)形成所需之任意頻率的信號，具有與標準頻率源相同的頻率準確度和穩(wěn)定度。輸出信號可用內(nèi)部或外加的低頻正弦信號調(diào)幅或調(diào)頻，使輸出載頻電壓能夠衰減到1微伏以下。 信號發(fā)生器的分類正弦信號主要用于測量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。這時期的信號發(fā)生器多以軟件為主，實質(zhì)是采用微處理器對DAC的程序控制，就可以得到各種簡單的波形。在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。強大的Internet功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠程測控儀器的開發(fā)。用戶可以把一個應(yīng)用題目分解為一系列的子任務(wù)，每個子任務(wù)還可以進一步分解成許多更低一級的子任務(wù)，直到把一個復(fù)雜的題目分解為許多子任務(wù)的組合。用LABVIEW編制對話框程序時，不必受常規(guī)程序設(shè)計語法細節(jié)的限制。數(shù)據(jù)流程序設(shè)計規(guī)定，一個目標只有當它的所有輸入有效時才能執(zhí)行；而目標的輸出，只有當它的功能完全時才是有效的。LABVIEW的CIN節(jié)點使用戶可以使用由其它語言，如ANSIC編譯的程序模塊，使LABVIEW成為一個開放的開發(fā)平臺。LABVIEW包含有專門用于設(shè)計數(shù)據(jù)采集程序和儀器控制程序的功能庫和開發(fā)工具庫。LABVIEW不同于基于文本的的編程語言（如Fortran和C），他是一種圖形編程語言通常稱為G語言，其編程過程就是同過圖形符號描述程序的運行。總之，虛擬儀器有很廣闊的發(fā)展空間，并最終要取代大量的傳統(tǒng)儀器成為儀器領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，成為測量、分析、控制、自動化儀表的核心。隨著計算機軟硬件技術(shù)、通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給虛擬儀器的發(fā)展提供了廣闊的天地，國內(nèi)外儀器界正看中這個大市場。這得益于NI軟件的靈活性，只需更新計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進整個系統(tǒng)。高層是應(yīng)用函數(shù)/VI層，它根據(jù)具體測量要求調(diào)用底層的函數(shù)/VI。儀器面板控制軟件儀器面板控制軟件即測試管理層，是用戶與儀器之間交流信息的紐帶。因此，計算機技術(shù)在顯示、存儲能力、處理器性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標準等方面的發(fā)展，導致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。PXI的高度可擴展性。GPIB技術(shù)可用計算機實現(xiàn)對儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺儀器組合起來，形成自動測量系統(tǒng)。另外，ISA總線的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線的虛擬儀器價格比較昂貴。虛擬儀器的出現(xiàn)是儀器發(fā)展史上的一場革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向和潮流，對科學技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的進步將產(chǎn)生不可估量的影響。這樣的測試儀器不僅使用效率及利用效率都很低，而且硬件存在巨大的冗余。在設(shè)計信號發(fā)生器之余，還添加了卷積和相關(guān)控件，用于實現(xiàn)兩個信號的卷積。虛擬信號發(fā)生器開創(chuàng)了儀器使用者可以成為儀器設(shè)計者的時代，這將給虛擬信號發(fā)生器使用者帶來無盡的利益。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到虛擬信號發(fā)生器中是虛擬儀器發(fā)展的大趨勢。虛擬信號發(fā)生器就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的LabVIEW軟件來完成各種測試、測量和自動化應(yīng)用。本課題完成了“虛擬信號發(fā)生器”的理論研究，在很大程度上解決了傳統(tǒng)信號發(fā)生器的諸多弊端。本文主要研究虛擬儀器在信號發(fā)生器領(lǐng)域里的軟件編程。本課題介紹了基于LabVIEW的虛擬信號發(fā)生器的研究背景和發(fā)展動態(tài),了解虛擬儀器的特點、現(xiàn)狀和實現(xiàn)方法，探索虛擬儀器的發(fā)展方向，在LABVIEW平臺中設(shè)計了多功能信號發(fā)生器，該發(fā)生器可以產(chǎn)生方波，三角波，鋸齒波和正弦波。同傳統(tǒng)的編程語言相比，采用LabVIEW圖形化編程方式可以節(jié)省大約80%的程序開發(fā)時間，并且其運行速度幾乎不受影響，其一般特征是將虛擬信號發(fā)生器、外部設(shè)備、被測點以及數(shù)據(jù)庫等資源納入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)資源共享，共同完成測試任務(wù)。Labview作為一個圖形化編程軟件，是開發(fā)測試系統(tǒng)的一種功能強大、方便快捷的編程工具。其中卷積和相關(guān)控件可以實現(xiàn)信號的卷積、反卷積、自相關(guān)、互相關(guān)。微計算機的廣泛使用，給基于微計算機的測試儀器提供了巨大的市場，人們在使用計算機及測試儀器時越來越明顯的感覺到測試儀器的許多功能不僅可以由已有的計算機來完成，而且需要增加某種測試功能時，只增加少量的模塊化功能硬件即可，同時基于微計算機的測試儀器具有更多的優(yōu)點。虛擬儀器利用個人計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，改變傳統(tǒng)儀器的使用方式，提高儀器的功能和使用效率，大幅度降低儀器價格，使用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能。并行口式虛擬儀器最新發(fā)展的一系列可連接到計算機并行口的測試裝置，它們把儀器硬件集成在一個采集盒內(nèi)。GPIB測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡單，主要應(yīng)用于臺式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對計算機高速傳輸狀況時應(yīng)用。PXI具有8個擴展槽，而臺式PCI系統(tǒng)只有34個擴展槽，通過使用PCI—PCI橋接器，可擴展到256個擴展槽，臺式PC的性能價格比和PCI總線面向儀器領(lǐng)域的擴展優(yōu)勢結(jié)合起來，將形成未來的虛擬儀器平臺。按照測控功能硬件的不同，VI可分為DAQ、GPIB、VXI、PXI和串口總線五種標準體系結(jié)構(gòu)，它們主要完成被測輸入信號的采集、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換。利用計算機強大的圖形化編程環(huán)境，使用可視化的技術(shù)，從控制模塊上選擇你所需要的對象，放在虛擬儀器的前面板上。通用I/O接口軟件 在虛擬儀器系統(tǒng)中，I/O接口軟件作為虛擬儀器系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)中承上啟下的一層，其模塊化與標準化越來越重要。在利用最新科技的時候，我們可以把它們集成到現(xiàn)有的測量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時間。測控儀器將會向高效、高速、高精度和高可靠性以及自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?！狶ABVIEW 簡介LABVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (實驗室虛擬儀器集成開發(fā)環(huán)境)的簡稱，是由美國國家儀器公司(National instruments, IN)創(chuàng)立的一個功能強大而又靈活的儀器和分析應(yīng)用開發(fā)工具。NI LABVIEW使用已獲取專利的數(shù)據(jù)流編程模式，他能是用戶從基于文本程序語言的循序結(jié)構(gòu)中解脫出來，他的執(zhí)行循序是由節(jié)點間的數(shù)據(jù)而不是由文本行的循序決定的。LABVIEW的程序設(shè)計實質(zhì)上就是設(shè)計一個個的“虛擬儀器”，即“VIs(Virtual Instruments) 。LABVIEW還直接支持動態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)、結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL) , TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。這樣，LABVIEW中被連接的對話框之間的數(shù)據(jù)流控制著程序的執(zhí)行次序，而不象文本程序受到行順序執(zhí)行的約束。首先，從功能菜單中選擇需要的功能方框，將之置于面板上適當?shù)奈恢?；然后用導線(wires)連接各功能方框在對話框中的端口，用來在功能方框之間傳輸數(shù)據(jù)。首先設(shè)計sub VI完成每個子任務(wù)，然后將之逐步組合成能夠解決最終問題的VI 。 圖形化程序設(shè)計編程簡單、直觀、開發(fā)效率高。信號發(fā)生器是一種悠久的測量儀器，早在20年代電子設(shè)備剛出現(xiàn)時它就產(chǎn)生了。軟件控制波形的一個最大缺點就是輸出波形的頻率低，這主要是由CPU的工作速度決定的，如果想提高頻率可以改進軟件程序減少其執(zhí)行周期時間或提高CPU的時鐘周期，但這些辦法是有限度的，根本的辦法還是要改進硬件電路。按頻率覆蓋范圍分為低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器和微波信號發(fā)生器；按輸出電平可調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定度分為簡易信號發(fā)生器（即信號源）、標準信號發(fā)生器（輸出功率能準確地衰減到100分貝毫瓦以下）和功率信號發(fā)生器（輸出功率達數(shù)十毫瓦以上）；按頻率改變的方式分為調(diào)諧式信號發(fā)生器、掃頻式信號發(fā)生器、程控式信號發(fā)生器和頻率合成式信號發(fā)生器等。微波信號發(fā)生器：從分米波直到毫米波波段的信號發(fā)生器。輸出信號頻率通?？砂词M位數(shù)字選擇，最高能達11位數(shù)字的極高分辨力。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域。常用的白噪聲發(fā)生器主要有：工作于1000兆赫以下同軸線系統(tǒng)的飽和二極管式白噪聲發(fā)生器；用于微波波導系統(tǒng)的氣體放電管式白噪聲發(fā)生器；利用晶體二極管反向電流中噪聲的固態(tài)噪聲源（可工作在18吉赫以下整個頻段內(nèi)）等。偽隨機編碼信號發(fā)生器由帶有反饋環(huán)路的n級移位寄存器組成，所產(chǎn)生的碼長為 N＝21 。啟動LabVIEW。LabVIEW顯示兩個窗口：前面板窗口和程序框圖窗口。按照下列步驟，為前面板添加一個旋鈕控件。 在程序框圖中也會出現(xiàn)一個旋鈕控件。圖7 公式配置圖在程序框圖中，將仿真信號的正選輸出與“公式”的正弦波輸入連接起來，將“公式”的結(jié)果與Waveform Graph的輸入端連接，如圖8所示。虛擬信號發(fā)生器是基于LabVIEW軟件進行編程的。下拉列表用文本輸入控件中的文本下拉列表，用鼠標選中文本下拉列表，單擊右鍵，選擇“屬性”，可修改文本下拉列表的名稱，在文本下拉列表中添加文本的內(nèi)容，如圖10和圖11所示，這里需要注意文本下拉列表中添加的內(nèi)容必須與基本函數(shù)發(fā)生器中的函數(shù)類型名稱、順序一致。本章的編程涉及到基本函數(shù)發(fā)生器、循環(huán)結(jié)構(gòu)、波形顯示和輸入框等模塊，但最主要的模塊是基本函數(shù)信號發(fā)生器這個模塊，現(xiàn)在對這個模塊進行詳細的介紹，對本章下面的編程會起到很大的幫助。合并后的信號的輸出，用連線連接到波形顯示器中，就可以實現(xiàn)在同一波形顯示器中顯示兩路不同類型的信號。另外與“信號發(fā)生器1”一樣，需要添置兩個下拉列表，用于選擇兩個信號顯示窗口中的信號類型，可供選擇的信號類型有正弦波、方波、三角波和鋸齒波?；竞瘮?shù)發(fā)生器中默認的可供選擇的信號有正弦波、方波、三角波和鋸齒